Введение к работе
Актуальность темы. На протяжении многих вековхрзяйственная деятельность человечества оказывает серьезное влияние на окружаиэшую природу. Только за несколько десятилетий XX века биогеоценозы степных равнин и значительной части лесостепи Центрального Предкавказья в результате воздействий человека почти полностью утратили свой первоначальный облик. И в настоящее время хозяйственная деятельность человека в этом регионе интенсивна и многообразна. Вместе с тем, увеличение численности населения, прогресс в промышленности и сельском хозяйстве, расширение транспортной сети, массовое жилищное строительство и другие формы антропогенного пресса способствуют глубокой трансформации природных сообществ, нарушению их устойчивости, что, в конечном итоге, значительно снижает биоразпообразие, поэтому эколого-фаунистические исследования герпетобионтных жесткокрылых, в частности жужелиц, являющихся чуткими индикаторами состояния биоценозов Центрального Предкавказья представляют большой теоретический и практический интерес.
Стенотопность некоторых видов жужелиц успешно используется при
диагностике почвенно-растительных условий, так как их распространение
зависит, прежде всего, от абиотических условий среды: они являются пока
зателями этих условий - индикаторами, чутко реагирующими на изменение
солевого и гидротермического режимов почвы, ее механического состава,
рельефа местности, растительного покрова и других сукцессионных изме
нений ландшафта (Гиляров, 1949, 1960, 1965, 1982; Еремеева 2006; Морд-
кович, 1968, 1970; Heydemann, 1955, Kirchner, 1960). .
Жужелицы являются удобным объектом для биоценотических (Арнольда, 1965) и зоогеографических исследований (Семенов-Тян-Шанский, 1936; Крыжановский, 1965,1983).
Представители этого семейства могут использоваться как показатели сгепе-ии изменения режима почвенных биоценозов, под влиянием хозяйственной деятельности человека, при создании лесов и искусственных полезащитных насаждений в степных районах, распашке целинных и залежных земель, а также выпасах, укосах (Медведев, 1950,1953,1959, 1981, Бей-Биенко, 1957,1961, Григорьева; 1950,1960, Комаров, 1986,Утробина, 1964; Сигида, .1994). Изучение биоценозов, сформировавшихся на этих землях, дает научную основу для рационального использования растительного и животного мира, почв, возможность прогнозирования результатов антропогенного пресса (Сигида, 2007).
На основе данных о структуре населения жужелиц можно судить о закономерностях природных и антропогенных сукцессии в экосистемах, проводить экологический мониторинг сообществ в различных лдндіиафтаХгХем не менее, многие вопросы экологии этой практически важной группы насекомых в пределах исследуемого региона остаются не достаточно изученными: например, адаптации степных видов жужелиц к эдафическим факторам,
сезонная динамика их активности, закономерности формирования биоразнообразия жужелиц в условиях антропогенной трансформации окружающей среды. Это и определило цель и основные задачи настоящей работы.
Цель и задачи исследования. Целью работы является создание комплексного представления об адаптациях жужелиц к эдафическим факторам и структуре их населения в трансформированных человеком биоценозах Центрального Предкавказья.
Исходя из сформированной цели, поставлены следующие задачи:
в условиях эксперимента выявить реакцию жужелиц на гидротермические свойства почв;
установить зависимость видового состава и численности жужелиц от типа почв;
изучить динамику сезонной активности доминантных видов жужелиц в различных биотопах;
выявить трофические связи у некоторых видов жуков-жужелиц;
осуществить анализ экологической структуры населения жужелиц в антропогенных ландшафтах Предкавказья;
всесторонне изучить реакции герпетобионтных видов жужелиц на антропогенное воздействие;
выяснить особенности формирования фауны жужелиц искусственных ценозов;
провести зоогеографический анализ фауны жужелиц;
выявить редкие виды жуков исследуемого семейства, находящиеся под угрозой исчезновения;
- составить кадастр жесткокрылых насекомых Центрального Предкавказья.
Научна5і новизна. Впервые в условиях Центрального Предкавказья
выявлены реакции жужелиц на гигротермические свойства и типы почв.
Получены оригинальные данные по сезонной динамике активности доминантных видов жужелиц в естественных и антропогенных биоценозах.
Впервые у отдельных видов жужелиц в лабораторных условиях выявлены трофические связи.
В природных сообществах и агроценозах исследуемого региона проведен анализ экологической структуры населения жужелиц.
Подтверждена гипотеза, отражающая хронологию основных этапов формирования биоразнообразия ландшафтов Центрального Предкавказья.
Впервые для исследуемой территории проведено описание особенностей антропогенной трансформации экосистем и выявлены виды-индикаторы масштабов этого процесса.
В транформированных хозяйственной деятельностью человека экоси; стемах, проведен зоогеографический анализ фауны жужелиц Предкавказья, при этом уточнены ареалы 108 видов.
Впервые для исследуемой территории на основе многолетних сборов и наблюдений, а также литературных источников составлен кадастр жестко-
крылых насекомых, включающий 1521 вид из 98 семейств, среди которых по числу видов доминировали представители семейства жужелиц. Приведены сведения по их распространению, численности, экологии и бнологин. 20 видов жесткокрылых рекомендовано в Красную книгу Ставропольского края (2002) и еще 4 предложено внести в следующий выпуск этого издания. Теоретическая и практическая значимость. Результаты (жшгалогиче-ских исследований могут послужить научной основой для прогнозирования воздействия антропогенных факторов на почвообитающих жесткокрылых экосистем и предотвращения нежелательных последствий этого воздействия.
Приведенные в работе сведения о редких и исчезающих видах, разработанные методы их охраны являются вкладом в комплекс природоохранных мероприятий.
Прямой выход в практику найдут приведенные в > работе сведения о перспективных энтомофагах, обитающих в агроценозах степной зоны.
Полученные данные представляют интерес для природоохранных организаций, поскольку могут служить материалом для установления возможности восстановления исходных биоценозов.
Результаты исследований вносят определенный вклад в изучение биоразнообразия Центрального Предкавказья и использованы при формировании кадастра жесткокрылых насекомых и Красной книги Ставропольского края, при чтении лекционных курсов по зоологии, почвоведению, составлении коллекционного фонда зоологического музея при Ставропольском го-судартствешюм университете, проведении просветительской природоохранной работы.
Положения, выносимые на защиту. І.По отношению к температуре среди подопытных жужелиц выделено 3 группы: стенотермиые - относительно холодолюбивые виды; стенотермиые - относительно теплолюбивые; эвритсрмные виды.
Большинство видов жужелиц1 находят оптимальные условия для своего существования в почве с влажностью 20-80% от полной её влагоемкосш.
Сезонная активность доминантных видов из различных биоценозов степной зоны Предкавказья имеет ряд особенностей: весенний пик активности установлен — у Carabus cumanus, Carabus exaratus, летне-весенний - у Harpalus calathoides, Pseudoophonus nifipes, осенний - у Laemostenus terricola.
По типу питания среди жужелиц, обитающих в степях Предкавказья, преобладают миксофитофаги 65% на долю хищников приходится 33,8%, фитофагов - 1,2%. .-..;--
В зависимости от-абиотических и эдафических факторов выделены виды-индикаторы. В зависимости от типа почв:
каштановые - Broscus semistriatus, Amara similata, Acinopus laevigatas;
черноземы - Harpalus distinguendus, H. calathoides, H. rubripes, H. ser-ripes-Dinodes cruralis;
дерново-аллювиальные почвы: Chlaenius mitidulus, Clivina collaris.
солонцы и солончаки: Pogonus luridipennis, Pogonus salinus. В зависимости от механического состава почв:
- для песчаных массивов характерны Scarites bucida, Amara bifrans,
Corsyrafusula; ,.,,,,
только на связанном песке обнаружены Amarafamiliaris^A.bifrons;
преимущественно в рыхлых песках Amarafusca, Harpalus casphis;
для супесей характерен Poecilus lepdus;
с суглшшстыми почвами связаны Harpalus rufitarsis, Acupalpus exiguus;
индикаторами""лёгких суглинков являются: Dyschiroides chalceus, D. tristis, Bembidion lampron, B. proper am, Badister sodalis;
легким и средним суглинкам присущи Broscus semistratus, Dyschiroides luticola, А тага aenea; ,, .
- со средними суглинистыми почвами связаны Cicindela germanica, Sca
rites terricola, Pogonistes cqmexicollis;
- на тяжелых суглинных обычен Harpalus (Harpalophonus) steveni.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научно-практических конференциях: «Психолого-педагогические проблемы образования и воспитания» (Ставрополь, 1996), «Биосфера и человек» (Майкоп, 1997), «Проблемы развития бирлогии на Северном Кавказе» (Ставрополь, 1997, 1998, 1999), Международной научно-практической конференции «Проблемы экологической безопасности и сохранения природно-ресурсного потенциала» (Ставрополь, 2004), заседаниях научно-методического семинара кафедры анатомии и физиологии человека СГУ (1997-2004), IV Международной конференции «Биоразнообразие Кавказа» (Махачкала, 2002), XII Международной научно-практической конференции «Циклы природы и общества» (Ставрополь, 2004), международной заочной научной конференции «Проблемы сохранения; и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов» (Элиста, 2004, 2005), «Проблемы развития биологии и экологии на Северном Кавказе» (Ставрополь, 2004, 2005, 2006, 2007? 2010), Международной научной конференции «Наука и технология: актуальные проблемы 2007» (Ставрополь, 2007), XX межреспубликанской научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий» (Краснодар, 2007), VIII конференции молодых ученых, посвященной 450-летию добровольного вхождения Кабардино-Балкарии в состав Российского государства (Нальчик, 2007), XI региональной научно-технической конференции «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь, 2007), IX Международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа» (Махачкала, 2007). Всероссийской научно-практической конференции «Экологическая ситуация на Северном Кавказе: проблемы и пути их решения» (Грозный, 2007), XIII Всероссийском Конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2008),
Втором Санкт-Петербургском Международном экологическом форуме (Санкт-Петербург, 2008), XXXVII научно-техническоД конференции Сев.Кав.ГТУ (Ставрополь, 2008), Международной;.научно-методической конференции «Современные проблемы эволюционной:биологии» (Брянск, 2009), II Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 25-30 августа 2009), Международной научно-практической конференции «Заповедное дело: проблемы охраны и экологической реставрации степных экосистем» (Оренбург, 2009), XXIII Межреспубликанской научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий» (Краснодар, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 печатных работ, в том числе 11 статей в рецензируемых журналах, 3 монографии.
"Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 11 глав, выводов, списка литературы; изложена на 377 страницах, включающих 7 таблиц и 20 рисунков. Список используемой литературы состоит из 419 источников, из которых 87 иностранных.
